浅谈如何减少沥青混合料的离析

陈敬柱

摘 要 沥青混合料的离析现象是路面施工中普遍遇到的问题，加强施工过程中各环节的控制成为提高沥青混凝土路面性能的关键之一。

关键词 沥青混凝土路面 混合料 施工 离析

市政道路沥青路面的面层结构特别是中下面层。而且设计厚度有增加的趋势。级配有粗型级配发展的趋势。这就直接导致施工过程中的沥青混凝土配合比设计过程中粗集料的用量增加，现场施工过程中离析现象增大，如何减少施工中的离析现象成为提高沥青路面使用性能的关键因素。

在沥青路面施工过程中，产生离析现象是不可避免的。在施工过程控制中如何最大程度减少离析，主要应该从以下几方面控制。

一、设计配合比阶段

首先，要改变原有矿料级配曲线尽量靠近中值的观念。选择满足各项技术指标的级配曲线才是关键所在。

其次，配合比设计的原则：在满足VMA的前提下，达到预期设计的空隙率（VV），同时满足沥青饱和度（VAF）要求的矿料级配和沥青用量才是最佳的配合比设计。在实际的配合比设计过程中，会出现VMA与VV发生矛盾的情况，也就是满足了设计的VV，会出现VMA偏小的情况；满足了VMA，而实际的VV又大于设计的VV。就混合料的组成而言：影响混合料的关键是混合料的级配情况，级配曲线的选定应该是在不断的调整过程中确定的，而且一经确定的级配曲线是不允许有很大波动范围的。因此，严格按照配合比设计进行施工，是所有过程控制的前提条件。

二、原材料控制

1.严格控制料源。在满足材质基本要求的同时，还应该关注加工后集料的另外一个关键指标：针片状（扁平颗粒）含量。针片状颗粒的多少直接会影响到配合比设计过程中各项体积指标的精确度，特别是在SMA的组成设计中粗集料骨架间隙率（VCA）的测定中，会产生相当大的偏差而直接影响VMA的计算结果，以及马歇尔试件击实成型后VV的计算结果。

另外，稳定的料源也是关键。在沥青混凝土配合比设计过程中，与体积相关的技术指标只有四组数据是通过试验直接实测得出的：集料的级配曲线、集料的各种相对密度、马歇尔试件的毛体积相对密度（沥青混合料的最大理论相对密度）。其余的体积指标都是根据以上数据通过计算得出的。稳定的料源则能够控制集料的各种相对密度基本不变化，从而由此计算出集料的吸水率、合成毛体积相对密度、合成表现相对密度以及有效相对密度才能保持相对稳定，由此计算的VV、VMA、VFA才能保持稳定。

2.碎石加工设备的控制。如果采用反击破碎石加工设备自行加工原材料的话，配合比设计人员首先应该考虑的是如何选定碎石加工用的振筛的孔径以及振筛安装的倾用。选择的依据主要是与沥青拌和站振筛的孔径、倾角相匹配。所谓匹配并非要求一定完全相同，可以根据经验，调整筛孔的大小，以适应拌和站实际生产。定期检查筛孔，更换振筛是保证原材料级配稳定的一项重要措施。

3.碎石堆放管理。碎石的堆放也是一重要环节，不同料源的碎石要分别堆放，不同粒径的碎石也应分别堆放。否则的话，会影响沥青混合料的和易性，也能造成离析。

三、拌和阶段

1.认真完成生产配合比设计。生产配合比是试验室和拌和站共同配合完成的最为重要的一项工作，生产配合比是大规模生产沥青混合料的根本依据。原则上依然确立配合比设计设定的各热料仓比例不得随意改变。但不能仅仅停留在“各热料仓筛分结果的合成级配”以及“计算出各热料仓比例满足目标配合比设计级配曲线”这个层面上。还应该着手于“各档集料在不同热料仓的分仓比例”；“不同集料、不同分仓的集料不同的筛分曲线”等更细致的工作。只有这样才能更为有效地面对施工过程中出现的“集料级配发生变化”、“如何确定冷料仓进料比例”等更深层次的问题。

2.标定冷料仓。沥青混合料规范中规定的各项技术指标大多都是体积指标。如VMA、VV、VFA等，而拌和设备各热料仓称重计量过程是一个质量比例的掺配。如何能确保热料仓各质量比例的掺配达到设计要求的体积指标？冷料仓的标定是关键的环节。冷料仓在送料比例的控制是通过冷料仓料斗的仓门开关大小以及相对应的冷料仓的皮带转速控制的，标定冷料仓是采用不同的皮带转速和仓门开启程度称量不同的冷料重量，除去集料的含水量，绘制出的不同的冷料仓，不同规格集料的集料质量和皮带转速的直角坐标曲线。只有这样才能控制不同的冷料仓进料的质量比例与目标配比确定的质量比例相一致。

3.加大加工过程中的自检力度，注意细小环节。在生产加工过程中，试验室的自检结果是衡量产品合格与否的唯一标准，但就试验本身而言（沥青混凝土级配检测的方法主要是抽提试验）存在许多可能产生偏差的细节。这就要求试验人员提高试验技术水平同时增加试验设备的投入。只有精确的试验数据才是日常生产调整的依据。以当前试验设备的先进程度，抽提试验的精度在沥青含量的测定方面可以达到±0.1%以内，同时沥青拌和设备，特别是进口沥青拌和设备都具备沥青计量“二次补偿”功能，使得混合料的沥青含量更为精确。因此抽提试验可以在测定沥青含量基本无误的前提下，判定拌和过程中是否产生了混合料级配不均匀的情况，同时可以根据多次的抽提筛分结果对热料仓或冷料仓进行小幅度的调整，以达到各项体积指标的要求。

四、混合料运输阶段

1.车辆的选用上，应选用大于150 kN的自卸车运输，这样不仅仅是减少摊铺机前经常短时间换车卸料的情况，提高平整度，也能减少车辆频繁升降料斗而造成的离析现象。

2.在混合料在装车过程中，粗集料往往会滚落在低处，在往运输车辆内运输混合料时，为减少沥青混合料的粗细颗粒的离析现象，应缩短出料口到车厢的装料距离，往车厢内装一斗料，车就移一次位置。

五、摊铺控制

摊铺过程是离析最容易产生的一个工序，而且有些离析是不可避免的（例如在摊铺机熨平板两端是最容易产生离析的部位）。但摊铺过程中离析的产生，很大程度上是由摊铺机本身的性能决定的。因此摊铺机本身的一些部件如熨平板、螺旋布料器、自动找平系统等的完好，也是减少离析的前提条件。

另外，根据不同的摊铺厚度，调整螺旋布料器和熨平板前缘之间的距离，也能减少混合料出现离析。在摊铺过程中，摊铺机的行进速度发生改变的情况下，摊铺机速度的变化会带来熨平板下面混合料数量和密度的变化。当速度变慢，单位时间会导致摊铺厚度不均匀而发生离析。进入熨平板底部混合料数量增加，熨平板将被抬高，同时又因熨平板前的混合料积多，密度变大，当进入熨平板底部后，密度大的混合料变形率小，熨平板亦相对抬高，导致摊铺层变厚。相反，当速度变快，将导致摊铺层变薄。建议在卸料摊铺过程中，摊铺机始终不要将料斗合拢，等到当天摊铺最后结束时，一次性将该部分混合料清除，做废料处理。

五、碾压控制

碾压过程本身并不能减少沥青混合料的离析，但是对于连续密级配沥青混凝土的AC结构来说，大吨位的轮胎进行复压可以提高AC结构沥青混凝土的密水性。因为轮胎压路机的轮胎之间存在一定间隔，可以对沥青混凝土进行局部的搓揉碾压，使碾压范围内粗集料排列更有序，细集料填充更密实。

六、结束语

以上介绍的是如何减少沥青路面施工过程中的离析现象。但有一点必须充分认识，离析本身是很难完全消除的，这也就是为什么我们在道路养护与维修过程中，水损害是最为普遍的破坏形式的原因。因此，在设计过程中，必须得有新的设计思路，减少水损害给路面的使用性能带来的破坏。

参考文献

[1]JTGF40-2004，公路沥青路面施工技术规范[S].